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技專校院教學創新先導計畫-推動重點與策略

一、問題解決導向(PBL)課程

    根據國家發展委員會研究報告指出:台灣勞動人口的隱憂包括「人口銳減」及「年齡層老化」。國內產業除了得面對日趨嚴重的就業人力缺口問題外,還必須面對大陸地區缺工和工資上漲的狀況,台商移往新南向國家或是回台投資不再只是個案,部分產業雖然可透過雇用外籍勞工解決缺工問題,但附帶的則是需要克服外勞的管理、居留及工作品質等問題。當人力資源越來越珍貴,結合智慧機器人、物聯網和巨量資料(Big Data)的第四次工業革命(工業4.0Industry 4.0)儼然已成為促使產業升級的時代趨勢。無論是製造、加工、食品、醫療、物流甚至式農業等,都難逃這一波產業轉型的衝擊與壓力,有鑒於此,本計畫針對工業4.0規劃了一系列的跨領域課程,藉以引導學生進行跨科系/跨領域修課,進而培養產業所需的跨領域專業人才。

    為了達到跨科系/領域課程開設的目的,參與開課的科系包括:通訊系、機械系、電子系以及電機系…等,規劃開設的課程包括:「物聯網概論、無線通訊技術、氣液壓學、電腦輔助製造、嵌入式網路應用以及微電腦周邊設計」等六門課程。工業4.0相關議題課程的規劃,輔以問題導向學習的教學方式,使同學能夠於在校期間就能夠銜接上目前業界最熱門的重點領域,並具備就業所需的專業能力,使同學們可以有更寬廣的修課視野,而不只是侷限於系上開設的課程。

1 各科系開設之工業4.0相關課程

    問題導向學習(problem-based learning,簡稱PBL)是一種課程設計與教學模式,他是以學生為中心並利用現實問題來引發學生思考與討論。授課教師的任務則是決定教學目標以及進行問題的引導,在課堂中透過分組討論的方式培養學生逐漸具備思考、討論、評判以及解決問題的能力。此種學習方式,可有效提升學生自主學習的動機,並可針對標問題進行知識堆疊、分享與彙整。

本計畫欲將PBL導入工業4.0系列課程,導入方式可以分為下列五種模式:

(一)以產業問題作為問題思考的重點:配合授課教師所設計之產業問題,提供學生以互助方式進行相關問題資料的蒐集、思考以及與討論等,進而彙整問題相關資訊,進而達到解決問題之目的。

(二)輔導學生訂定學習計畫:在小組討論的過程中,依循教師所設計學習情境,促使小組成員透過討論方式對資訊內容進行批判與討論,藉以整合出能夠解決問題的方案。而教師亦應協助學生訂定短、中、長期的學習計畫,藉以引導學生進行高層次的知識探索。

(三)強化學生分組討論與合作學習:強調學生必須具備主動思考學習及瞭解自我的能力,由教師引導擬定學習計劃與學習目的,並進行自我評估,在小組學習環境中主動與其他成員進行互動討論與資訊分享。

(四)推動教師群引導學生學習的教學模式:教師群分工以引導者的角色適時協助小組討論,參與問題解決,並提供適當的問題回饋,藉以幫助學生釐清思考過程所產生的問題,以提升問題討論和思考層次。

(五)以小組學習模式進行:以小組學習模式進行,組內學生之間必須透過互助來學習解決問題,藉由小組學習過程,學生間可有效的習得問題解決方法,並分享彼此的學習心得。

    由於PBL可導入課程的面向與技巧非常多元,本計畫規劃的工業4.0系列課程,授課教師共計2個學群4個科系參與,其教學技巧與風格各有其特色,請參閱表1所示。

1 工業4.0系列各課程的特色       

課程名稱

教學特色

物聯網概論

以台灣產業升級作為思考背景,引導學生透過分析產業趨勢、技術發展與服務規劃,並以各國案例進行說明,讓學生能掌握相關技術發展狀況,進而提出可行方案,以提升台灣產業之競爭力。

無線通訊技術

著重在應用基礎數學與科學於通訊工程相關知識的能力,組織學生從發掘、分析與解決問題的能力,透過實驗實作找出解決方案,使之具有協調、溝通與團隊合作的能力。

氣液壓學

著重在創新技術及表達設計構想的能力,從做中學。學中覺得實務操作方式,使學生具備機械專業知識應用的能力。

電腦輔助製造

以實務問題為課程起點,循序漸進引導學員進入問題核心,進而認識各類CNC加工的基本相關技術、CAD/CAM軟體實務操作,有助於學生了解先進加工作業方式與複雜形狀的多軸精密加工。

嵌入式網路應用

訓練學生學習嵌入式系統之操作、設計、與模擬的基本能力,並以案例引導方式訓練網路應用及網路相關專題的實務設計能力。[本課程為電子系專業英語課程]

微電腦周邊設計

透過業界公司提問,由教師引導學生討論,經翻轉教學活動激發學生提出可行解答,藉此熟悉PC周邊電路設計方法及相關協定。

     

二、推動教學創新實驗

(一)、通識課程革新

    本計畫在「通識課程教學革新」方面,規劃六門課程計畫,包括針對中、英文閱讀寫作方面的是「現當代中文小說選讀」與「英文繪本賞析與創作」等兩門單門課程;針對敘事力融入專業知能和問題解決能力方面有關的是「莊子」、「休閒英文」、「創意發想與設計」與「問題解決與設計」等四門跨領域課群。

    在課程教材的規劃上,這四門跨領域課群除依據課程的教學目標、融入休閒生活議題以設計各自的課程教材外,並依據「多元敘事力融入」的設計,在18週課程裡規劃4週共同敘事培力課程,透過外聘專業講師高度的專業素養與技巧,亦能提供群組老師和學生在「簡報技巧」及「微電影拍攝與呈現技巧」上的學習與提升的機會,更彰顯教學相長與課程的學習價值。

    透過本計畫能夠翻轉通識課程的教學革新,持續推動「教學創新來建立以生命關懷為核心的通識教育」;另教學創新之推動,係重新審視現有的課程架構與機制,鼓勵老師將創新思維與課程實驗精神融入在課程的各項單元中,如此,變革後的教學過程更能促進師生間的互動,對提升教學成效時具有莫大助益。通識教育革新主要在落實並達成下列目標:

1.鼓勵教師教學創新,提升教學品質及改變學習型態;

2.涵育學生的人文素養與社會關懷;

3.強化學生問題解決及跨域整合能力;

4.培養學生溝通表達、邏輯思辯、國際視野、國際移動及美感鑑賞的核心能力。

(二)、程式設計課程

    本計畫擬推動非專業科系app實作課程,使用非傳統教授方式學習程式編程,並以視覺化、圖像化、堆積木的概念訓練學生的邏輯思考(Logical thinking)和創意發想(Creative idea)能力,並且搭配時下最流行之app在日常生活上的應用,用案例學習(Learning by example),提高學生學習程式設計的興趣,從「做中學」、「學中覺」,有朝一日能夠「覺中悟」,藉由2學分「資訊科學與應用」課程的啟蒙,期望藉由本計畫帶領本校更多學生進入APP程式設計領域,學生畢業之後能把這門課所學到的邏輯思考與創意發想能力,融入未來工作之中。

    本計畫透過實務做法,達到全校各系開設2學分「資訊科學與應用」必修課程、共同規劃課程課綱和教材、整合校內資訊專長成為種子師資的目標。各項步驟如下所列:

1.調整全校通識課程架構:

    由通識教育中心調整全校通識課程架構,如圖2所示,在基礎課程分類中新增「資訊能力培育」,規範106學年度入學新生在大二須修畢「資訊科學與應用」2學分必修課程。

2 通識基礎課程架構

2.在各系開設「資訊科學與應用」課程:

    由教務處宣導各系應開設「資訊科學與應用」課程,培訓授課師資,強化場地設備和安裝課程軟體,並藉由本計畫來協助機械系、材纖、設計、工管、行銷、醫管等6個非資訊專業科系順利推動app實作課程。

3.共備觀課以擬定「資訊科學與應用」課程教學大綱:

舉辦全校性的教學創新先導計畫會議,說明本計畫內容與執行目標。並由資管系、通識教育中心和各系推派種子師資代表共備觀課,並擬定課程教學大綱及各單元創意教學內容。

4.共同規劃與開發「資訊科學與應用」課程創新教材:

全校各系可以根據該系之專業人才培育目標,規劃、設計與研發專屬該系學生特質之app實作課程之創新教材或教案。

(三)、創新創業課程

    根據經濟部2016年度之”中小企業白皮書”資料顯示,2015年臺灣中小企業占全體企業97.69%,中小企業銷售額118,031億元,占全體企業30.36%,就業人數有8759千人,占全國就業人數78.22%,而在2015年新設中小企業家數為98,320家,也較2014年增加4.43%,由此可見創業人口的比重為遞增現象,相對帶動國家的成長。因此政府鼓勵創業,也鼓勵青年學子畢業後勇於挑戰,然而創業除了要負擔經濟的來源壓力外,同時亦要負擔技術、成本控管及銷售管道等相關問題。因此,為了讓學生從學校畢業後,能將所學專業技術與技能應用於原專業之產業界外,更希望學生能透過部分課程之實作與學習,結合不同領域之專業知識,達到創新的想法與技術突破或具有價值之新產品,並將這些想法與產品實體化,推廣於市面。

    依據此理念,規劃一跨領域的創新創業課程,此創新創業課程結合不同系所,以設計、資訊與行銷做整合式教學,透過跨領域專業合作與學習,讓學生透過想法與實作使得產品價值最大化,並進而透過整合式行銷模式達到創業的模擬學習,如圖3所示。

 3 整合式創意課程概念

    創新創業課程分為三個不同面向組成,分別為產品設計,網路行銷與企業行銷三個面向,此三個面向以產品設計為創新技術之研發,網路行銷與企業行銷管理為創業精神之營運與行銷模式,以創新技術研發為底,經由網路行銷來推廣,最後藉由企業行銷管理來進行小公司之營運,達到創業之學習,如圖4所示。

4 創新創業課程面向

    為使課程之效益最大化,將分成三個主軸進行,分別為設計,行銷與資訊,(1)設計將針對新技術及生活用品進行開發,讓學生學習如何於周遭生活中發現問題,並進而解決問題,同時藉由在解決問題時,訓練學生製程成本等概念,並提出行銷企劃書,參與創業投標或相關競賽;(2)行銷則將針對B2BB2C兩種模式,將前期學生作品導入行銷模式,讓學生學會如何創業及提案;(3)資訊則將學生之作品藉由目前新的網路行銷方式及APP等相關社群軟體來強化行銷功能,藉由三位整合的效果來訓練學生創新創業的精神與實踐。

三、推動教師專業社群

    由於全球知識經濟的竄起,具有多樣性的知識技能,已成為現代人所有面對的嚴肅課題。教育是國家的百年根基,是培養產業人才競爭力與研發技術創新力的磐石。然而,培養教育人才之杏壇師生,除了在個別專業領域上「量」的增加,更甚者亦應在跨域合作上「質」的精進作更多的努力。

    故本分項計畫即著重在師資「縱向」--專業知識的深度,以及「橫向」--跨域知識的連結,以落實技職教育的根基,強化職能知識的建構、深化教學技巧的改進,維持教師一貫的專業素養。

    依此精神,規劃完整出的教學創新教師社群--「梯田育苗跨域計畫」。其係組織資深優良教師、專兼任師資及新進教師,並透過跨領域專業合作形成教師協同社群,其特色有三:(1)群組同儕的討論;(2)諮詢導師的引導及 (3)跨域夥伴的合作。預計成立5個社群,定期交換心得,並計畫將教學技巧成果、教學產學合作轉換為學術升等產出。

5 教師社群的背景成員   

    梯田育苗跨域計畫結構訂有五大社群目標方向,分別為「技術報告升能升等社群(簡稱升能社群)」、「教學成果增能升等社群(簡稱增能社群)」、「教學著作蓄能升等社群(簡稱蓄能社群)」、「教學技巧推廣跨域社群(簡稱技跨社群)」及「產學合作發展跨域社群(簡稱產跨社群)」等五類。其中前三類為目標導向的社群結構,目的在於協助教師轉換教學成果形成升等能量;後兩類為是教學成果導向社群,著重在累積教學技巧能量與產學合作能量,請參圖6所示。

6 五大社群的關聯圖

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